KR20190031152A - Rotating electric machine - Google Patents

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KR20190031152A
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히로유키 핫토리
야스히데 야규
다카노리 가도타
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도요타 지도샤（주）
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Abstract

The present invention relates to a rotating electric machine capable of preventing degradation of a maximum torque characteristic. A rotor (30) of a rotating electric machine (10) comprises: a rotor core (32); and a plurality of permanent magnets (60, 62, 63, 64, 65, 66, 67) arranged in a two-layer structure (40) having a first layer (42) and a second layer (44), in the rotor core (32). Among the permanent magnets, first and second outermost permanent magnets (62, 63, 64, 65) located closest to each of q-axes (72, 74) of both sides of a magnetic pole (38) are located relative to each other, such that, in the case of the q-axis (72), a radial position of an end portion (82) on the q-axis (72) side and a radially inner side in the first outermost permanent magnet (63) which belongs to the first layer (42) is spaced by predetermined radial intervals from and is arranged on a radially outer side of a radial position of an end portion (84) on the q-axis (72) side and a radially outer side in the second outermost permanent magnet (65) that belongs to the second layer (44).

Description

회전 전기{ROTATING ELECTRIC MACHINE}ROTATING ELECTRIC MACHINE

본 개시는 회전 전기 (電機) 에 관한 것으로, 특히, 각 자극 (磁極) 에 복수 층 구조로 배치된 복수의 영구 자석을 포함하는 로터를 구비하는 회전 전기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present disclosure relates to a rotating electric machine, and more particularly to a rotating electric machine including a rotor including a plurality of permanent magnets arranged in a plurality of layers in each magnetic pole.

전동 차량에 사용되는 회전 전기의 일종으로서, 소형 경량과 출력 효율의 향상을 도모하기 위해, 로터 코어의 둘레 방향을 따라 복수의 영구 자석을 매립하여 자극을 형성하는 매립 자석식의 회전 전기가 사용된다. 매립 자석식의 회전 전기는, 스테이터의 회전 자계와 영구 자석의 협동에 의해 생성되는 자석 토크와, 로터 코어의 자기적 이방성에 기초하여 생성되는 릴럭턴스 토크의 합성 토크를 출력한다. 1 자극 내에서 복수의 매립 자석을 대략 V 자 형상으로 배치함으로써, 더욱 출력 효율의 향상을 도모할 수 있고, 또, 매립 자석을 직경 방향을 따라 2 층으로 함으로써, 출력할 수 있는 토크를 더욱 증가시킬 수 있다.BACKGROUND ART [0002] As a kind of rotary electric machine used in an electric vehicle, an embedding magnetic type rotary electric machine is used in which a plurality of permanent magnets are embedded along a circumferential direction of a rotor core to form a magnetic pole in order to improve compactness and light output. The embedded magnet type rotary electric machine outputs a combined torque of a magnet torque generated by the cooperative operation of the permanent magnet and the rotating magnetic field of the stator and a reluctance torque generated based on the magnetic anisotropy of the rotor core. By arranging the plurality of embedding magnets in a substantially V-shape in one magnetic pole, the output efficiency can be further improved. Further, by making the embedding magnet two layers in the radial direction, .

일본 공개특허공보 2014-200150에 기재된 매립 자석식 회전 전기에 있어서는, 로터의 1 개의 자극에 있어서, d 축을 중심선으로 하여 대칭이 되는 위치에 2 개의 제 1 영구 자석과, 제 1 영구 자석보다 외주측 (스테이터측) 의 2 개의 제 2 영구 자석이 배치되어 있다. 여기서는, 스테이터 티스와 간극을 개재한 방향에서 보아 4 개의 영구 자석이 겹치지 않는 자석 배치로 한다. 이와 같이 함으로써, 동일 방향에서 보아 4 개의 자석이 겹치는 자석 배치와 비교하여, 저속시의 최대 토크를 제외하고, 중속에서 고속시에 있어서의 출력 토크가 향상되는 것을 일본 공개특허공보 2014-200150의 도 3 에 나타내고 있다.In the embedding magnetic rotating electric machine described in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2014-200150, in one magnetic pole of the rotor, two first permanent magnets are disposed at symmetrical positions with the d axis as a center line, and two first permanent magnets And the second permanent magnets on the stator side are disposed. Here, a magnet arrangement in which four permanent magnets are not overlapped with each other in the direction in which the stator teeth and the gap are interposed is used. By doing so, it is possible to improve the output torque in the intermediate speed to the high speed state, except for the maximum torque at the low speed, as compared with the magnet arrangement in which the four magnets overlap in the same direction Fig.

복수 층의 매립 자석식의 로터를 구비하는 회전 전기에 있어서는, 인접하는 층의 영구 자석의 자속 사이에서 간섭이 발생하고, 자기 포화에 의해 회전 전기의 최대 토크 특성 등이 저하될 우려가 있다. 그래서, 복수 층의 매립 자석식의 로터에 있어서, 인접하는 층의 영구 자석의 자속 사이의 간섭을 억제하고, 자기 포화를 완화시켜, 최대 토크 특성 등의 저하를 억제할 수 있는 회전 전기가 요망된다.In rotating electric machines having a plurality of layers of embedded magnetic type rotors, there is a fear that interference occurs between the magnetic fluxes of the permanent magnets of the adjacent layers, and the maximum torque characteristic of the rotating electric machine is lowered due to magnetic saturation. Therefore, it is desired to provide a rotary electric machine capable of suppressing interference between the magnetic fluxes of the permanent magnets of the adjacent layers in the multilayered embedded magnetic type rotor, mitigating the magnetic saturation, and suppressing deterioration of the maximum torque characteristics and the like.

본 개시에 관련된 회전 전기는, 스테이터 코일이 감겨진 스테이터와, 상기 스테이터의 내주측에, 상기 스테이터와 소정의 간격을 두고 동심상으로 배치된 로터를 구비한다. 그 로터는, 둘레 방향에 배치된 복수의 자극을 갖는 로터 코어, 및 복수의 영구 자석을 포함한다. 상기 자극의 각각에 있어서의 상기 영구 자석은, d 축과 상기 로터 코어의 외주면이 교차하는 d 축 교점으로부터 내주측을 향하여 복수 층 구조로 배치된다. 이러한 회전 전기에 있어서, 상기 복수 층 구조는, 인접하는 2 개의 층으로서 제 1 층과 제 2 층을 포함하고, 상기 제 1 층은, 상기 제 2 층보다 상기 d 축 교점에 가깝다. 상기 제 1 층과 상기 제 2 층에 속하는 상기 영구 자석은 각각, 상기 각 자극의 양측의 q 축의 각각에 가장 가까이 배치된 제 1 및 제 2 최외측 영구 자석을 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 최외측 영구 자석의 상호 배치 관계는, 상기 제 1 층에 속하는 상기 제 1 최외측 영구 자석에 있어서의 상기 q 축측이면서 내주측인 단부의 상기 로터 코어에 있어서의 직경 방향 위치가, 상기 제 2 층에 속하는 상기 제 2 최외측 영구 자석에 있어서의 상기 q 축측이면서 외주측인 단부의 상기 로터 코어에 있어서의 직경 방향 위치보다 미리 정한 소정의 직경 방향 간격으로 이간되어 외주측에 배치되어 있다.The rotating electrical machine according to the present disclosure includes a stator having a stator coil wound thereon, and a rotor disposed coaxially with the stator at a predetermined interval on the inner circumferential side of the stator. The rotor includes a rotor core having a plurality of magnetic poles arranged in a circumferential direction, and a plurality of permanent magnets. The permanent magnets in each of the magnetic poles are arranged in a multiple layer structure from the d-axis intersection point where the d-axis intersects the outer circumferential surface of the rotor core toward the inner circumferential side. In this rotating electric machine, the multilayer structure includes a first layer and a second layer as two adjacent layers, and the first layer is closer to the d-axis intersection than the second layer. And the permanent magnets belonging to the first layer and the second layer each include first and second outermost permanent magnets disposed closest to each of the q-axes on both sides of the respective magnetic poles. Wherein a mutual positional relationship between the first and second outermost permanent magnets is set so that an end portion of the first outermost permanent magnet belonging to the first layer on the q- Of the second outermost permanent magnet belonging to the second layer are spaced apart from each other by a predetermined radial distance that is predetermined from the radial position of the rotor core at the q axial side and the outer circumferential side of the second outermost permanent magnet, Respectively.

복수 층 구조에 있어서 인접하는 2 개의 층 사이의 자로 (磁路) 에 있어서, 2 개의 층의 영구 자석에 의한 자속의 간섭이 발생하기 쉬운 것은, 자극에 있어서 자석 토크를 발생시키는 자속의 흐름의 출입구인 q 축에 가장 가까운 2 개의 영구 자석이 마주 보는 영역이다. 상기 구성의 예에서는, d 축 교점에서 보다 가까운 제 1 층에 속하는 영구 자석의 q 축측이면서 내주측인 단부와, 제 2 층에 속하는 영구 자석의 q 축측이면서 외주측인 단부가 마주 보는 영역에서, 2 개의 영구 자석의 자속의 간섭이 발생하기 쉽다. 상기 구성에 의하면, 이 영역에서 마주 보는 2 개의 영구 자석의 단부는, 소정의 직경 방향 간격으로 이간된다. 따라서, 소정의 직경 방향 간격을 적절히 설정함으로써, 인접하는 층의 영구 자석의 자속 사이의 간섭을 억제하고, 자기 포화를 완화하여, 최대 토크 특성 등의 저하를 억제할 수 있다.In the multilayer structure, in the magnetic path between two adjacent layers, the magnetic fluxes of the two layers of permanent magnets are likely to interfere with each other. In the magnetic pole, The two permanent magnets closest to the in-q axis are opposite regions. In the example of the above configuration, in the region where the end portion of the permanent magnet belonging to the first layer closer to the d-axis intersects the q-axis side and the inner periphery side of the permanent magnet belonging to the first layer and the end portion of the permanent magnet belonging to the second layer, Interference of the magnetic fluxes of the two permanent magnets is likely to occur. According to the above arrangement, the end portions of the two permanent magnets facing each other in this region are spaced apart in a predetermined radial direction. Therefore, it is possible to suppress the interference between the magnetic fluxes of the permanent magnets of the adjacent layers, to reduce the magnetic saturation, and to suppress the deterioration of the maximum torque characteristics and the like, by appropriately setting the predetermined radial distance.

상기 회전 전기에 있어서, 상기 소정의 직경 방향 간격은, 상기 제 2 층에 속하는 영구 자석의 자속의 흐름 방향에 대하여, 상기 제 1 층에 속하는 영구 자석의 자속의 흐름 방향이 동일한 방향인 경우에, 상기 제 1 층에 속하는 영구 자석의 자속과 제 2 층에 속하는 영구 자석의 자속이 서로 강화되어 자기 포화되는 것을 억제할 수 있는 간격이어도 된다.In the rotating electric machine, in the case where the flow directions of the magnetic fluxes of the permanent magnets belonging to the first layer are the same direction with respect to the flow direction of the magnetic flux of the permanent magnets belonging to the second layer, The interval between the magnetic fluxes of the permanent magnets belonging to the first layer and the magnetic fluxes of the permanent magnets belonging to the second layer can be suppressed to prevent magnetic saturation.

상기 구성에 의하면, 소정의 직경 방향 간격을 적절히 설정함으로써, 인접하는 층의 영구 자석의 자속 사이의 간섭에 의한 자기 포화를 억제할 수 있으므로, 회전 전기의 최대 토크 특성 등이 향상된다.According to the above configuration, magnetic saturation due to interference between the magnetic fluxes of the permanent magnets of the adjacent layers can be suppressed by suitably setting the predetermined radial distance, so that the maximum torque characteristic of the rotary electric machine is improved.

상기 회전 전기에 있어서, 상기 소정의 직경 방향 간격은, 상기 제 2 층에 속하는 영구 자석의 자속의 흐름 방향에 대하여, 상기 제 1 층에 속하는 영구 자석의 자속의 흐름 방향이 역방향인 경우에, 서로 상쇄되는 것을 억제할 수 있는 간격이어도 된다.In the rotating electrical machine, the predetermined radial distance is set such that, when the flow direction of the magnetic flux of the permanent magnet belonging to the first layer is opposite to the flow direction of the magnetic flux of the permanent magnet belonging to the second layer, It may be an interval that can suppress the canceling.

상기 구성에 의하면, 소정의 직경 방향 간격을 적절히 설정함으로써, 인접하는 층의 영구 자석의 자속 사이의 간섭에 의한 자속의 상쇄를 억제할 수 있으므로, 회전 전기의 최대 토크 특성 등이 향상된다.According to the above configuration, by appropriately setting the predetermined radial distance, cancellation of the magnetic flux due to interference between the magnetic fluxes of the permanent magnets of the adjacent layers can be suppressed, thereby improving the maximum torque characteristics of the rotary electric machine.

상기 회전 전기에 있어서, 복수 층 구조의 각 층의 영구 자석은, d 축에 대하여 선대칭으로 배치되어 있어도 된다.In the rotary electric machine, the permanent magnets of the respective layers of the multi-layer structure may be arranged in line symmetry with respect to the d-axis.

회전 전기가 동작하여 로터가 회전하면, 자극에 있어서, 회전 방향의 상류측의 q 축측에서 2 개의 층의 영구 자석에 의한 자속이 서로 강화되는 자기 포화가 발생하기 쉽고, 하류측의 q 축측에서 2 개의 층의 영구 자석에 의한 자속의 상쇄가 발생하기 쉽다. 상기 구성에서는, 회전 방향의 상류측의 q 축측에 있어서의 소정의 직경 방향 간격과, 하류측의 q 축측에 있어서의 소정의 직경 방향 간격을 동일하게 할 수 있으므로, 자기 포화의 억제와 자속의 상쇄의 억제를 균형있게 실시할 수 있다.When the rotor rotates and the rotor rotates, magnetic saturation is likely to occur in which magnetic fluxes due to the permanent magnets of the two layers on the q-axis side on the upstream side in the rotational direction are strengthened, It is easy for magnetic flux to be canceled by the permanent magnets of the two layers. In the above arrangement, the predetermined radial distance on the q-axis side upstream of the rotational direction and the predetermined radial distance on the q-axis side on the downstream side can be made equal, so that the magnetic saturation suppression and the magnetic flux cancellation Can be carried out in a balanced manner.

상기 회전 전기에 있어서, 상기 복수 층 구조는 상기 제 1 층과 상기 제 2 층을 갖는 2 층 구조여도 된다. 상기 제 1 층은, 상기 d 축을 사이에 두고 선대칭으로 배치되고, 상기 로터 코어의 상기 외주면에서 보아, 상기 d 축에 대하여, 소정의 예각인 제 1 경사 각도로 경사진 2 개의 영구 자석으로 구성되어도 된다. 상기 제 2 층은, 상기 d 축을 사이에 두고 선대칭으로 배치되고, 상기 로터 코어의 상기 외주면에서 보아, 상기 d 축에 대하여, 상기 제 1 경사 각도보다 작은 제 2 경사 각도로 경사진 2 개의 외주측 영구 자석, 및 상기 d 축을 사이에 두고 선대칭으로 배치되고, 상기 로터 코어의 상기 외주면에서 보아, 상기 d 축에 대하여, 상기 제 2 경사 각도보다 큰 예각인 제 3 경사 각도로 경사진 2 개의 내주측 영구 자석을 포함하는 4 개의 영구 자석으로 구성되어도 된다.In the rotary electric machine, the multilayer structure may be a two-layer structure having the first layer and the second layer. The first layer may be composed of two permanent magnets arranged in line symmetry with the d axis interposed therebetween and inclined at a first tilt angle with respect to the d axis as viewed from the outer peripheral surface of the rotor core do. Wherein the second layer is disposed in a line symmetry with the d-axis interposed therebetween and has two outer peripheral sides inclined at a second inclination angle smaller than the first inclination angle with respect to the d- And a second inclined angle which is inclined at a third inclination angle which is an acute angle larger than the second inclination angle with respect to the d axis as viewed from the outer circumferential surface of the rotor core with the d axis being interposed therebetween, It may be composed of four permanent magnets including permanent magnets.

상기 구성에 의하면, 제 2 층의 영구 자석은, 외주측의 2 개에 더하여 내주측의 2 개가 사용되어 합계 4 개가 되므로, 제 2 층의 영구 자석이 외주측의 2 개인 경우에 비해, 자석 토크의 증대를 도모할 수 있다. 또, 제 3 경사 각도를 제 2 경사 각도보다 크게 함으로써, 제 1 층의 영구 자석과 제 2 층의 내주측의 영구 자석 사이의 자로는, 제 1 층의 영구 자석과 제 2 층의 외주측의 영구 자석 사이의 자로보다 넓어진다. 이로써, 제 1 층의 영구 자석의 자속과 제 2 층의 내주측의 영구 자석의 자속 사이의 간섭은 잘 발생하지 않는다. 이로써, 회전 전기의 최대 토크 특성 등을 더욱 향상시킬 수 있다.According to the above configuration, since two permanent magnets of the second layer are used in addition to the two on the outer peripheral side and four on the inner peripheral side in total, compared with the case where the permanent magnets of the second layer are two on the outer peripheral side, Can be increased. By setting the third tilt angle to be larger than the second tilt angle, the magnetic path between the permanent magnet in the first layer and the permanent magnet in the inner circumferential side of the second layer is set so that the permanent magnet in the first layer, It is wider than the magnetic field between the permanent magnets. Thereby, interference between the magnetic flux of the permanent magnet of the first layer and the magnetic flux of the permanent magnet of the inner peripheral side of the second layer does not occur well. As a result, the maximum torque characteristics and the like of the rotating electric machine can be further improved.

상기 구성의 회전 전기에 의하면, 복수 층의 매립 자석식의 로터에 있어서, 인접하는 층의 영구 자석의 자속 사이의 간섭을 억제하고, 자기 포화를 완화하여, 최대 토크 특성 등의 저하를 억제할 수 있다.According to the rotary electric machine of the above construction, interference between the magnetic fluxes of the permanent magnets of the adjacent layers in the multilayered embedded magnetic type rotor can be suppressed, magnetic saturation can be alleviated, and deterioration of the maximum torque characteristics and the like can be suppressed .

본 발명의 예시적인 실시형태들의 특징, 이점, 및 기술 및 산업적 의의가 첨부된 도면들을 참조하여 아래 설명될 것이며, 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 요소들을 표기한다:
도 1 은, 실시형태의 회전 전기의 상면도이다.
도 2 는, 도 1 의 회전 전기의 로터에 대해, 1 개의 자극 부분의 확대도이다.
도 3 은, 회전 전기가 동작하여 로터가 회전한 경우에 대해, 도 2 의 자극에 있어서의 자속의 흐름을 나타내는 도면으로, 특히, 2 개의 층의 영구 자석의 자속이 서로 강화되어 발생하는 자기 포화를 나타내는 도면이다.
도 4 는, 도 3 과 동일하게, 회전 전기가 동작하여 로터가 회전한 경우에 대해, 도 2 의 자극에 있어서의 자속의 흐름을 나타내는 도면으로, 특히, 2 개의 층의 영구 자석의 자속이 간섭하여 발생하는 자속의 상쇄를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The features, advantages, and features of the exemplary embodiments of the present invention and their industrial significance will be described below with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals denote like elements:
1 is a top view of a rotary electric machine according to an embodiment.
Fig. 2 is an enlarged view of one magnetic pole portion with respect to the rotor of the rotary electric machine of Fig. 1;
Fig. 3 is a view showing the flow of magnetic flux in the magnetic pole of Fig. 2 in the case where the rotor is rotating due to the operation of the rotating electric machine. Particularly, the magnetic saturation Fig.
Fig. 4 is a diagram showing the flow of magnetic flux in the magnetic pole in Fig. 2 when the rotor is rotating, in the same manner as in Fig. 3. In particular, the magnetic fluxes of the permanent magnets in the two layers FIG. 5 is a diagram showing the offset of the magnetic flux generated by the magnetic flux.

이하에 도면을 사용하여 본 발명에 관련된 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 이하에서는, 차량에 탑재되는 회전 전기를 기술하지만, 이것은 설명을 위한 예시로서, 차량 탑재 이외의 용도여도 상관없다. 본 실시형태에 있어서의 스테이터 코일의 권회 방법을 분포권 (分布卷) 으로서 기술하지만, 이것은 설명을 위한 예시로서, 집중권 (集中卷) 이어도 된다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Hereinafter, a rotating electric machine mounted on a vehicle is described, but this is an example for explanation, and may be used for purposes other than vehicle mounting. The winding method of the stator coil in the present embodiment is described as distribution (distribution), but this is an example for explanation and may be concentrated winding.

이하에서는, 로터의 각 자극에 있어서 영구 자석을 2 층 배치로 하였지만, 이것은 설명을 위한 예시로서, 복수 층이면 되고, 예를 들어, 3 층 배치여도 된다. 또, 2 층 배치에 있어서, 1 층째에 배치되는 영구 자석을 2 개, 2 층째에 배치되는 영구 자석을 4 개로 하였지만, 이것은 설명을 위한 예시로서, 각 층에 배치되는 영구 자석의 수는, 회전 전기, 영구 자석의 사양 등에 따라 적절히 변경이 가능하다. 예를 들어, 1 층째에 4 개의 영구 자석을 배치해도 되고, 2 층째에 6 개의 영구 자석을 배치해도 된다. 이하에서는, 각 자극에 있어서의 영구 자석의 복수 층 배치 구조에 있어서, 각 층의 복수의 영구 자석은, 자극의 자극 중심선인 d 축에 대하여 선대칭으로 하였지만, 이것은 설명을 위한 예시로, d 축에 대하여 비대칭인 배치여도 된다. 예를 들어, 회전 전기의 회전 방향의 사양이 정해져 있는 경우 등에서, d 축에 대하여 비대칭인 배치 쪽이 회전 방향에 적합한 영구 자석의 배치가 될 수 있다.In the following description, the permanent magnets are arranged in two layers in each magnetic pole of the rotor. However, this is for the purpose of illustration only, and may be a plurality of layers, for example, three layers. In the two-layer arrangement, two permanent magnets disposed on the first layer and four permanent magnets disposed on the second layer are provided. However, this is an example for explanation, and the number of permanent magnets arranged on each layer is not limited to the number of rotations It is possible to appropriately change it according to the specification of the electricity, the permanent magnet, and the like. For example, four permanent magnets may be disposed on the first layer, or six permanent magnets may be disposed on the second layer. Hereinafter, in the multi-layer arrangement structure of the permanent magnets in each magnetic pole, the plurality of permanent magnets in each layer are line-symmetric with respect to the d axis which is the magnetic pole center line of the magnetic pole. Or may be asymmetrical in arrangement. For example, in the case where the specification of the rotational direction of the rotating electric machine is specified, etc., arrangement of asymmetric with respect to the d-axis can be arranged in the rotational direction.

이하에서 기술하는 형상, 치수, 티스 및 슬롯의 수, 로터의 자극수, 영구 자석의 수, 재질 등은, 설명을 위한 예시로서, 회전 전기의 사양에 맞춰 적절히 변경이 가능하다. 이하에서는, 모든 도면에 있어서 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다.The shapes, dimensions, the number of teeth and slots, the number of magnetic poles of the rotor, the number of permanent magnets, the material, and the like described below are examples for explanation and can be appropriately changed in accordance with the specification of the rotating electric machine. In the following description, the same elements are denoted by the same reference numerals throughout the drawings, and redundant explanations are omitted.

도 1 은, 차량에 탑재되는 회전 전기 (10) 의 구성을 나타낸다. 회전 전기 (10) 는, 도시되지 않은 구동 회로의 제어에 의해, 차량이 역행할 때는 전동기로서 기능하고, 차량이 제동시에 있을 때는 발전기로서 기능하는 모터·제너레이터로, 3 상 동기형의 회전 전기이다. 회전 전기 (10) 는, 스테이터 (12) 와, 스테이터 (12) 의 내주측에 소정의 간격을 두고 배치되는 로터 (30) 로 구성된다.Fig. 1 shows a configuration of a rotating electric machine 10 mounted on a vehicle. The rotary electric machine 10 is a three-phase synchronous rotary electric machine that functions as an electric motor when the vehicle is reversed under the control of a driving circuit (not shown) and functions as a generator when the vehicle is in a synchronous state . The rotary electric machine 10 includes a stator 12 and a rotor 30 disposed at a predetermined interval on the inner circumferential side of the stator 12.

회전 전기 (10) 의 스테이터 (12) 는, 스테이터 코어 (14) 와, 스테이터 코일 (16) 을 포함한다. 스테이터 코어 (14) 는, 원환상의 자성체 부품으로, 원환상의 백 요크 (18) 와 백 요크 (18) 로부터 내주측으로 돌출되는 복수의 티스 (20) 를 포함한다. 인접하는 티스 (20) 사이의 공간은 슬롯 (22) 이다. 도 1 의 예에서는, 티스 (20) 의 수와 슬롯 (22) 의 수는 동수로, 3 의 배수인 48 이다.The stator 12 of the rotary electric machine 10 includes a stator core 14 and a stator coil 16. [ The stator core 14 is an annular magnetic component and includes an annular back yoke 18 and a plurality of teeth 20 protruding from the back yoke 18 to the inner circumferential side. The space between adjacent teeth 20 is a slot 22. In the example of FIG. 1, the number of teeth 20 and the number of slots 22 are the same number, 48, which is a multiple of 3.

이러한 스테이터 코어 (14) 는, 백 요크 (18) 와 티스 (20) 를 포함하고, 슬롯 (22) 이 형성되도록 소정의 형상으로 성형된 원환상의 자성체 박판을 소정 장수로 축 방향으로 겹쳐 쌓은 적층체이다. 자성체 박판의 양면에는 전기적인 절연 처리가 실시된다. 자성체 박판의 재질로는, 전자 강판의 일종인 규소 강판을 사용할 수 있다. 자성체 박판의 적층체 대신에, 자성 분말을 일체화 성형한 것을 스테이터 코어 (14) 로 해도 된다.The stator core 14 includes a back yoke 18 and a tooth 20 and is formed by laminating an annular thin foil of a magnetic material molded into a predetermined shape so as to form a slot 22 in an axial direction, It is a sieve. Electrical insulation is applied to both sides of the thin foil of magnetic material. As a material of the thin magnetic plate, a silicon steel sheet, which is a type of electromagnetic steel sheet, can be used. The stator core 14 may be formed by integrally molding the magnetic powder instead of the laminate of magnetic thin plates.

스테이터 코일 (16) 은, 3 상의 분포권 코일로, 1 개의 상(相) 권선이 복수의 티스 (20) 에 걸쳐 감겨져 형성된다. 도 1 에는, 스테이터 코일 (16) 의 일부의 권회를 나타낸다. 여기서, 각 슬롯 (22) 에 붙인 U, V, W 는, 그 슬롯 (22) 에 감겨지는 권선의 상을 나타낸다. 예를 들어, U 상 권선은, U 라고 붙여진 슬롯 (22) 에 삽입되고, 그 삽입된 슬롯 (22) 으로부터 둘레 방향을 따라 연장되어 6 슬롯분 떨어진 다음의 U 라고 붙여진 슬롯 (22) 에 삽입되고, 이것을 반복함으로써 형성된다. V 상 권선, W 상 권선도 동일하다.The stator coil 16 is a distributed coil of three phases and is formed by winding one phase winding across a plurality of teeth 20. Fig. 1 shows the winding of a part of the stator coil 16. Fig. Here, U, V, W attached to each slot 22 represents an image of a winding wound around the slot 22. For example, a U-phase winding is inserted into a slot 22 labeled U and inserted in a slot 22 extending in a circumferential direction from the inserted slot 22 and slotted six slots after U, , And repeating this. V-phase winding and W-phase winding are also the same.

로터 (30) 는, 스테이터 (12) 의 내주에 대하여, 소정의 자기 갭을 두고 동심상으로 배치된다. 로터 (30) 는, 자성체인 로터 코어 (32) 와, 로터 코어 (32) 에 매립되어 로터 (30) 의 자극 (38) 을 형성하는 복수의 영구 자석 (60) 을 포함한다.The rotor 30 is disposed coaxially with the inner periphery of the stator 12 with a predetermined magnetic gap therebetween. The rotor 30 includes a rotor core 32 as a magnetic body and a plurality of permanent magnets 60 embedded in the rotor core 32 to form magnetic poles 38 of the rotor 30.

로터 코어 (32) 는, 중심 구멍 (34) 과 외주면 (36) 을 갖는 원환상의 자성체로, 복수의 영구 자석 (60) 이 배치되는 복수의 자석 구멍 (50) 을 포함한다. 로터 코어 (32) 의 중심 구멍 (34) 에는, 회전 전기 (10) 의 출력축인 로터축이 고정된다.The rotor core 32 is an annular magnetic body having a center hole 34 and an outer peripheral surface 36 and includes a plurality of magnet holes 50 in which a plurality of permanent magnets 60 are disposed. A rotor shaft, which is an output shaft of the rotary electric machine 10, is fixed to the center hole 34 of the rotor core 32.

도 1 에, 회전 전기 (10) 의 직경 방향과 둘레 방향과 축 방향을 나타낸다. 중심 구멍 (34) 의 중심 위치를 C 라고 하고, 직경 방향은, 중심 위치 (C) 와 스테이터 (12) 의 외주측을 연결하는 방사상의 방향으로, 중심 위치 (C) 측이 내주측의 방향이고, 스테이터 (12) 의 외주측이 외주측의 방향이다. 둘레 방향은, 중심 위치 (C) 를 중심으로 하여 원주 방향을 따라 연장되는 방향이다. 축 방향은, 중심 구멍 (34) 에 삽입되는 로터축이 연장되는 방향으로, 도 1 에 있어서의 지면에 수직인 방향이다.Fig. 1 shows a radial direction, a circumferential direction and an axial direction of the rotary electric machine 10. The center position of the center hole 34 is C and the radial direction is the radial direction connecting the center position C and the outer peripheral side of the stator 12 and the center position C is the inner peripheral side direction And the outer peripheral side of the stator 12 is the outer peripheral side. The circumferential direction is a direction extending along the circumferential direction about the center position C as a center. The axial direction is a direction perpendicular to the plane of Fig. 1 in the direction in which the rotor shaft inserted into the center hole 34 extends.

이러한 로터 코어 (32) 는, 중심 구멍 (34) 과 복수의 자석 구멍 (50) 을 포함하는 소정의 형상으로 성형된 원환상의 자성체 박판을 소정 장수로 축 방향으로 겹쳐 쌓아 형성된다. 자성체 박판의 재질로는, 스테이터 코어 (14) 와 동일하게 전자 강판을 사용할 수 있다. 자성체 박판의 적층체 대신에, 자성 분말을 일체화 성형한 것을 로터 코어 (32) 로 해도 된다.The rotor core 32 is formed by superimposing an annular thin foil plate formed in a predetermined shape including the center hole 34 and the plurality of magnet holes 50 in the axial direction by a predetermined length. As the material of the thin magnetic plate, an electromagnetic steel plate can be used in the same manner as the stator core 14. [ The rotor core 32 may be formed by integrally molding the magnetic powder instead of the laminate of magnetic thin plates.

로터 (30) 는, 회전 전기 (10) 의 사양에 의해 정해지는 수의 자극 (38) 이 둘레 방향을 따라 형성된다. 도 1 의 예에서는, 자극수가 8 이고, 중심 위치 (C) 에서 본 1 개의 자극 (38) 의 둘레 방향을 따른 예상 각도 φ 는 45 도이다. 도 1 에 있어서, 8 개의 자극 (38) 에 각각 P1 내지 P8 을 붙였다. P1 ∼ P8 의 각 자극 (38) 은, 배치 위치가 상이할 뿐 구성은 동일하다. 그래서, 복수의 자석 구멍 (50), 복수의 영구 자석 (60) 등을 갖는 대표적인 자극 (38) 에 대해 기술한다.In the rotor 30, the number of magnetic poles 38 determined by the specifications of the rotating electrical machine 10 is formed along the circumferential direction. In the example of Fig. 1, the expected angle [phi] along the circumferential direction of one magnetic pole 38 viewed from the center position C is 8 degrees, and the expected angle [phi] is 45 degrees. In Fig. 1, P1 to P8 are attached to eight magnetic poles 38, respectively. The constitution of the magnetic poles 38 of P1 to P8 is the same as that of the magnetic poles 38, but the positions are different. Therefore, a representative magnetic pole 38 having a plurality of magnet holes 50, a plurality of permanent magnets 60, and the like will be described.

자극 (P8) 에 나타내는 바와 같이, 각 자극 (38) 은, 2 층 배치 구조 (40) 로 배치된 복수의 자석 구멍 (50) (P2 참조), 복수의 영구 자석 (60) (P1 참조) 을 갖는다. 자극 (38) 의 자극 중심선 (CL) 인 d 축 (70) 과, 로터 코어 (32) 의 외주면 (36) 은, d 축 교점 (80) 에서 교차한다. 2 층 배치 구조 (40) 의 각 층을 구별할 때는, 이 d 축 교점 (80) 으로부터 내주측을 향하여, d 축 교점 (80) 에 가까운 층을 제 1 층 (42), 먼 층을 제 2 층 (44) 이라고 부른다. 3 층 이상의 다층인 경우도 마찬가지로, d 축 교점 (80) 으로부터 내주측을 향하여, d 축 교점 (80) 에 가까운 쪽에서 먼 쪽을 향하여, 층의 번호를 1, 2, 3, 4···라고 센다.As shown in the magnetic pole P8, each of the magnetic poles 38 includes a plurality of magnet holes 50 (refer to P2) and a plurality of permanent magnets 60 (refer to P1) arranged in a two-layer arrangement structure 40 . The d-axis 70 which is the magnetic pole center line CL of the magnetic pole 38 and the outer circumferential surface 36 of the rotor core 32 intersect at the d-axis intersection 80. The layers closer to the d-axis intersection point 80 are referred to as a first layer 42 and the farther layer is referred to as a second layer 42. In this case, Layer 44 is referred to. Likewise, in the case of a multilayer of three or more layers, the layers are numbered 1, 2, 3, 4, ... from the d-axis intersection point 80 toward the inner radius side, Count.

복수의 영구 자석 (60) 은 각각, 복수의 자석 구멍 (50) 중 어느 것에 삽입되어 배치된다. 도 1 에 있어서 복수의 영구 자석 (60) 에 사선을 그었으므로, 복수의 자석 구멍 (50) 은, 복수의 영구 자석 (60) 의 길이 방향의 양측에 사선이 그어져 있지 않은 부분으로서 나타나지만, 영구 자석 (60) 이 자석 구멍 (50) 내에 배치된 상태에서는 복수의 자석 구멍 (50) 의 형상이 약간 이해하기 어렵다. 그래서, 자극 (P2) 에 있어서, 복수의 영구 자석 (60) 의 도시를 생략하고, 복수의 자석 구멍 (50) 만을 나타낸다. 복수의 자석 구멍 (50) 은, 로터 코어 (32) 의 외주측에 둘레 방향을 따라 복수 배치되고, 축 방향으로 관통하여 영구 자석 (60) 을 로터 코어 (32) 에 매립하여 배치하기 위한 관통공이다.Each of the plurality of permanent magnets (60) is inserted into any one of the plurality of magnet holes (50). 1, a plurality of the magnet holes 50 are shown as portions where no oblique lines are drawn on both sides in the longitudinal direction of the plurality of permanent magnets 60. However, The shape of the plurality of magnet holes 50 is a little hard to understand in a state where the magnet holes 60 are disposed in the magnet hole 50. Therefore, in the magnetic pole P2, a plurality of permanent magnets 60 are omitted, and only a plurality of magnet holes 50 are shown. The plurality of magnet holes 50 are arranged in the circumferential direction on the outer peripheral side of the rotor core 32 and extend in the axial direction so that the permanent magnets 60 are inserted into the rotor core 32 through the through- to be.

자극 (P2) 에 나타내는 바와 같이, 각 자극 (38) 은, 복수의 자석 구멍 (50) 으로서 자석 구멍 (52, 53, 54, 55) 을 갖는다. 자석 구멍 (52, 53) 은, 제 1 층 (42) 에 속하는 2 개의 자석 구멍이고, 자석 구멍 (54, 55) 은, 제 2 층 (44) 에 속하는 2 개의 자석 구멍이다.Each magnetic pole 38 has magnet holes 52, 53, 54 and 55 as a plurality of magnet holes 50, as shown in the magnetic pole P2. The magnet holes 52 and 53 are two magnet holes belonging to the first layer 42 and the magnet holes 54 and 55 are two magnet holes belonging to the second layer 44. [

자석 구멍 (50) 은, 영구 자석 (60) 이 삽입되는 구멍이지만, 동시에 매립 자석식의 로터 (30) 에 있어서는, 릴럭턴스 토크를 발생시키기 위해서 필요한 로터 코어 (32) 의 자기적 이방성을 형성하는 공동 (空洞) 부분이기도 하다. 즉, 자석 구멍 (50) 은, 로터 코어 (32) 의 자성체 부분을 제거한 공동 부분이고, 자기 저항이 로터 코어 (32) 의 자성체 부분보다 크다. 자석 구멍 (50) 에 삽입되는 영구 자석 (60) 의 투자율은 진공 투자율과 동일한 정도이므로, 공동과 동일 정도의 높은 자기 저항이 된다. 따라서, 로터 코어 (32) 에 있어서 자속은, 자석 구멍 (50) 을 통과하지 않고, 예를 들어, 제 1 층 (42) 의 자석 구멍 (52, 53) 과 제 2 층 (44) 의 자석 구멍 (54, 55) 사이의 자성체 부분을 흐른다.The magnet hole 50 is a hole into which the permanent magnet 60 is inserted and at the same time, in the embedded magnetic type rotor 30, (Cavity) part is also. That is, the magnet hole 50 is a cavity portion from which the magnetic body portion of the rotor core 32 is removed, and the magnetic resistance is larger than that of the rotor core 32. [ Since the magnetic permeability of the permanent magnet 60 inserted in the magnet hole 50 is about the same as the vacuum permeability, the magnetic resistance becomes as high as that of the cavity. Therefore, the magnetic flux in the rotor core 32 does not pass through the magnet hole 50, but passes through the magnet holes 52 and 53 of the first layer 42 and the magnet holes 52 and 53 of the second layer 44, (54, 55).

자극 (P1) 에 있어서, 복수의 영구 자석 (60) 으로서, 영구 자석 (62, 63, 64, 65, 66, 67) 을 나타낸다. 영구 자석 (62, 63) 은, 제 1 층 (42) 에 속하는 2 개의 영구 자석으로, 각각 자석 구멍 (52, 53) 에 삽입된다. 영구 자석 (64, 65, 66, 67) 은, 제 2 층 (44) 에 속하는 4 개의 영구 자석으로, 영구 자석 (64, 66) 은, 자석 구멍 (54) 에 삽입되고, 영구 자석 (65, 67) 은, 자석 구멍 (55) 에 삽입된다.Permanent magnets 62, 63, 64, 65, 66 and 67 are shown as the plurality of permanent magnets 60 in the magnetic pole P1. The permanent magnets 62 and 63 are inserted into the magnet holes 52 and 53 by two permanent magnets belonging to the first layer 42, respectively. The permanent magnets 64 and 65 are inserted into the magnet hole 54 and the permanent magnets 64 and 65 are inserted into the permanent magnet 65, 67 are inserted into the magnet holes 55.

복수의 영구 자석 (60) 은, 모두 동일한 형상을 갖고, 축 방향에 수직인 단면 형상이 사각형이고, 축 방향의 길이는 로터 (30) 의 축 방향의 길이보다 약간 짧은 직방형의 막대 자석이다. 복수의 영구 자석 (60) 의 재질로는, 네오디뮴과 철과 붕소를 주성분으로 하는 네오디뮴 자석, 사마륨과 코발트를 주성분으로 하는 사마륨코발트 자석 등의 희토류 자석이 사용된다. 이외에 페라이트 자석, 알니코 자석 등을 사용해도 된다.The plurality of permanent magnets 60 are all of the same shape, the cross-sectional shape perpendicular to the axial direction is a quadrangle, and the axial length is a rectangular bar magnet having a length slightly shorter than the axial length of the rotor 30. [ As a material of the plurality of permanent magnets 60, a rare earth magnet such as a neodymium magnet mainly composed of neodymium, iron and boron, and a samarium cobalt magnet mainly composed of samarium and cobalt is used. A ferrite magnet, an alnico magnet, or the like may be used.

복수의 영구 자석 (60) 의 착자 (着磁) 방향은, 모두 단변 방향을 따라 외주측으로부터 내주측을 향하여 실시되지만, 인접하는 자극 사이에서는, 착자 방향이 서로 반대이다. 예를 들어, 자극 (P1) 에서는, 영구 자석 (62, 63, 64, 65, 66, 67) 의 외주측을 향하는 면이 N 극이고, 내주측을 향하는 면이 S 극으로 착자된다 (도 2 참조). 이에 대하여, 자극 (P1) 에 인접하는 자극 (P2, P8) 에서는, 복수의 영구 자석 (60) 은, 외주측을 향하는 면이 S 극이고, 내주측을 향하는 면이 N 극으로 착자된다. 이로써, 자극 (P1) 으로부터 자극 (P8) 을 향하여, 스테이터 (12) 측을 향하는 외주측의 자극 극성이, N, S, N, S, N, S, N, S 로 둘레 방향을 따라 번갈아 상이한 극성으로 배치된다. 복수의 영구 자석 (60) 은, 회전 전기 (10) 가 동작할 때, 스테이터 (12) 가 발생시키는 회전 자계와 협동하여, 자석 토크를 발생시킨다.The magnetization directions of the plurality of permanent magnets 60 are all directed from the outer peripheral side to the inner peripheral side along the short side direction, but the magnetizing directions are opposite to each other between adjacent magnetic poles. For example, in the magnetic pole P1, the surface facing the outer periphery side of the permanent magnets 62, 63, 64, 65, 66, 67 is N poles and the surface facing the inner periphery side is poled to the S pole Reference). On the other hand, in the magnetic poles P2 and P8 adjacent to the magnetic pole P1, the plurality of permanent magnets 60 are magnetized to the north pole with the surface facing the outer periphery side being the S pole and the surface facing the inner periphery. Thus, the magnetic pole polarity on the outer peripheral side toward the stator 12 side from the magnetic pole P1 to the magnetic pole P8 is alternately changed in the circumferential direction by N, S, N, S, N, S, N, Polarity. A plurality of permanent magnets (60) cooperate with a rotating magnetic field generated by the stator (12) to generate a magnet torque when the rotating electric machine (10) operates.

도 1 에, 회전 전기 (10) 의 동작시의 로터 (30) 의 정전 (正轉) 방향 (68) 을 나타낸다. 회전 전기 (10) 는 정전, 역전의 어느 것이나 제어 가능하지만, 정전 방향 (68) 은, 도 1 의 지면 상에서 반시계 방향이고, 스테이터 (12) 의 U, V, W 의 배열 방향과 동일하다. 정전 방향 (68) 의 상류측을 UP, 하류측을 DN 으로 나타내었다. 정전 방향 (68) 은, 후술하는 도 3, 도 4 에 있어서, 회전 전기 (10) 가 동작하는 경우의 로터 코어 (32) 에 있어서의 영구 자석 (60) 의 자속의 흐름을 검토할 때에 사용한다.Fig. 1 shows a normal rotation direction 68 of the rotor 30 at the time when the rotating electric machine 10 operates. The static electricity direction 68 is counterclockwise on the ground surface of Fig. 1 and is the same as the arrangement direction of U, V, W of the stator 12, although the electric rotating machine 10 can control both static electricity and reverse electric power. The upstream side of the electrostatic direction 68 is indicated by UP and the downstream side by DN. The static electricity direction 68 is used for examining the flow of the magnetic flux of the permanent magnet 60 in the rotor core 32 when the rotating electric machine 10 operates in FIGS. 3 and 4 .

P1 ∼ P8 의 각 자극은 구성이 동일하므로, 이하에서는, 자극 (P1) 에 대해, 제 1 층 (42) 에 속하는 2 개의 영구 자석 (62, 63) 과, 제 2 층 (44) 에 속하는 4 개의 영구 자석 (64, 65, 66, 67) 에 대한 2 층 배치 구조 (40) 를, 도 2 를 사용하여 상세하게 설명한다.The two permanent magnets 62 and 63 belonging to the first layer 42 and the four permanent magnets 62 and 63 belonging to the second layer 44 The two-layer arrangement structure 40 for the permanent magnets 64, 65, 66 and 67 will be described in detail with reference to FIG.

도 2 에 있어서, 자극 (P1) 의 자극 중심선 (CL) 을 나타낸다. 자극 중심선 (CL) 은, 자극 (P1) 을 중심 위치 (C) 에서 보아 둘레 방향을 따른 예상 각도 (φ) 를 2 분하여 φ/2 씩으로 하고, 중심 위치 (C) 를 통과하여, 외주측으로 연장되는 선이다. 자극 중심선 (CL) 은, 자극 (P1) 에 있어서의 d 축 (70) 이다. 자극 (P1) 의 양측의 q 축 (72, 74) 은, 중심 위치 (C) 를 통과하고, 자극 (P1) 과 그 이웃하는 자극 (P2, P8) 의 경계선이다. 양측의 q 축 (72, 74) 을 구별할 때에는, 로터 (30) 의 정전 방향 (68) 의 상류측의 q 축 (72) 을 QUP 라고 하고, 하류측의 q 축 (74) 을 QDN 이라고 부른다.In Fig. 2, the magnetic pole center line CL of the magnetic pole P1 is shown. The stimulating center line CL is formed by dividing the magnetic pole P1 by 2/2 by 2 in the anticipated angle phi along the circumferential direction when viewed from the center position C, passing through the center position C, . The stimulating center line CL is the d-axis 70 in the magnetic pole P1. The q-axes 72 and 74 on both sides of the magnetic pole P1 pass through the center position C and are the boundary line between the magnetic pole P1 and its neighboring magnetic poles P2 and P8. The q-axis 72 on the upstream side of the static direction 68 of the rotor 30 is referred to as QUP and the q-axis 74 on the downstream side is referred to as QDN when the q-axes 72 and 74 on both sides are distinguished from each other .

2 층 배치 구조 (40) 의 제 1 층 (42) 의 2 개의 영구 자석 (62, 63) 은, 자극 중심선 (CL) 인 d 축 (70) 을 사이에 두고 선대칭으로 배치되고, 각각 소정의 예각인 경사 각도 (θ1) 로 경사져 배치된다.The two permanent magnets 62 and 63 of the first layer 42 of the two-layer arrangement structure 40 are arranged in line symmetry with a d-axis 70 as the magnetic pole center line CL sandwiched therebetween, 1 at an inclination angle?

2 층 배치 구조 (40) 의 제 2 층 (44) 의 4 개의 영구 자석 (64, 65, 66, 67) 은, d 축 (70) 을 사이에 두고 선대칭으로, 굴곡된 형상의 자석 구멍 (54, 55) 에 각각 2 개씩 배치된다. 즉, 둘레 방향의 하류측 (DN) 의 자석 구멍 (54) 에는 영구 자석 (64, 66) 이 배치되고, 상류측 (UP) 의 자석 구멍 (55) 에는 영구 자석 (65, 67) 이 배치된다.The four permanent magnets 64, 65, 66 and 67 of the second layer 44 of the two-layer arrangement structure 40 are symmetrically arranged in a line symmetry with the d- And 55, respectively. That is, the permanent magnets 64 and 66 are disposed in the magnet hole 54 on the downstream side DN in the circumferential direction and the permanent magnets 65 and 67 are disposed in the magnet hole 55 on the upstream side UP .

자석 구멍 (54, 55) 은, d 축 (70) 을 사이에 두고 선대칭으로 굴곡되어 있으므로 자석 구멍 (54) 을 대표로 하여, 하류측 (DN) 의 자석 구멍 (54) 에 배치되는 2 개의 영구 자석 (64, 66) 의 배치 관계를 기술한다. 영구 자석 (64) 은, 영구 자석 (66) 보다 직경 방향의 외주측에 배치된다. 영구 자석 (64) 은, d 축 (70) 에 대하여, 로터 코어 (32) 의 외주면 (36) 측에서 본 예상 각도로, 소정의 예각인 경사 각도 (θ2) 로 경사져 배치된다. 영구 자석 (66) 은, 영구 자석 (64) 보다 직경 방향의 내주측에 배치된다. 영구 자석 (66) 은, d 축 (70) 에 대하여, 로터 코어 (32) 의 외주면 (36) 측에서 본 예상 각도로, 소정의 예각인 경사 각도 (θ3) 로 경사져 배치된다. 경사 각도 (θ3) 는, 경사 각도 (θ2) 보다 크다. 경사 각도 (θ1) 와의 관계도 함께 정리하면, 도 2 에 나타내는 바와 같이 θ1 ＞ θ3 ＞ θ2 이다.Since the magnet holes 54 and 55 are bent in a line symmetry with the d-axis 70 interposed therebetween, the two permanent magnets 54 and 55 are disposed in the magnet hole 54 on the downstream side DN The arrangement relationship of the magnets 64 and 66 will be described. The permanent magnet (64) is disposed on the outer peripheral side in the radial direction with respect to the permanent magnet (66). The permanent magnet 64 is disposed at an inclination angle? 2 of a predetermined acute angle with respect to the d-axis 70 at an expected angle seen from the outer peripheral surface 36 side of the rotor core 32. The permanent magnets 66 are arranged on the inner peripheral side in the radial direction with respect to the permanent magnets 64. The permanent magnet 66 is disposed at an inclination angle? 3, which is a predetermined acute angle, with respect to the d-axis 70 at an expected angle seen from the outer peripheral surface 36 side of the rotor core 32. The inclination angle [theta] 3 is larger than the inclination angle [theta] 2. The relationship with the inclination angle? 1 is also summarized together, and as shown in Fig. 2,? 1>? 3>? 2.

매립 자석식의 로터 (30) 의 각 자극 (38) 에 있어서는, 회전 전기 (10) 가 회전할 때 영구 자석 (62, 63, 64, 65, 66, 67) 의 자속은, 제 1 층 (42) 과 제 2 층 (44) 에 끼워진 로터 코어 (32) 의 자성체 부분을 흐른다. 이 자로에는, 제 1 층 (42) 에 속하는 영구 자석 (62, 63) 으로부터의 자속과, 제 2 층 (44) 에 속하는 영구 자석 (64, 65, 66, 67) 으로부터의 자속이 함께 흐르기 때문에, 자로 폭이 좁으면 자속 사이에서 간섭이 발생할 수 있다. d 축 (70) 에 대한 복수의 영구 자석 (60) 의 경사 각도의 관계가 θ1 ＞ θ3 ＞ θ2 인 경우에는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 1 층 (42) 과 제 2 층 (44) 사이의 자로 폭은, d 축 (70) 에 가까워질수록 넓어지고, q 축 (72, 74) 에 가까워질수록 좁아진다. 제 1 층 (42) 의 영구 자석 (62, 63) 과, 이것과 마주 보는 제 2 층 (44) 의 영구 자석 (64, 65, 66, 67) 사이에서, 가장 자로가 짧아지는 것은, 양 측의 q 축 (72, 74) 의 각각에 가장 가까이 배치되어, 서로 마주 본 영구 자석의 사이이다.The magnetic fluxes of the permanent magnets 62, 63, 64, 65, 66, and 67 are applied to the first layer 42 when the rotating electric machine 10 rotates in each magnetic pole 38 of the embedded magnetic- And the magnetic layer of the rotor core 32 sandwiched by the second layer 44. Since the magnetic flux from the permanent magnets 62 and 63 belonging to the first layer 42 flows together with the magnetic flux from the permanent magnets 64, 65, 66 and 67 belonging to the second layer 44 If the width of the magnetic field is narrow, interference may occur between the magnetic fluxes. when the relationship of the inclination angles of the plurality of permanent magnets 60 with respect to the d-axis 70 is θ1> θ3> θ2, as shown in FIG. 2, between the first layer 42 and the second layer 44 The width of the cylinder becomes narrower toward the d-axis 70, and becomes narrower toward the q-axis 72, 74. The shortest magnetic path between the permanent magnets 62 and 63 of the first layer 42 and the permanent magnets 64, 65, 66, and 67 of the second layer 44 facing the permanent magnets 62 and 63, Axis and the q-axes 72 and 74 of the permanent magnets 71 and 72, respectively.

도 2 에서 QUP 로 나타낸 q 축 (72) 측에서는, 제 1 층 (42) 에 속하는 영구 자석 (63) 에 있어서의 q 축 (72) 측이면서 내주측인 단부 (82) 와, 제 2 층 (44) 에 속하는 영구 자석 (65) 에 있어서의 q 축 (72) 측이면서 외주측인 단부 (84) 사이의 자로가 가장 좁아진다.2, an end portion 82 on the q-axis 72 side and an inner periphery side of the permanent magnet 63 belonging to the first layer 42 and an end portion 82 on the q-axis 72 side of the second layer 44 The magnetic path between the q-axis 72 side end portion 84 and the outer circumferential side magnetic pole portion 65 of the permanent magnet 65 belonging to the q-axis direction is narrowest.

동일하게, 도 2 에서 QDN 로 나타낸 q 축 (74) 측에서는, 제 1 층 (42) 에 속하는 영구 자석 (62) 에 있어서의 q 축 (74) 측이면서 내주측인 단부 (86) 와, 제 2 층 (44) 에 속하는 영구 자석 (64) 에 있어서의 q 축 (74) 측이면서 외주측인 단부 (88) 사이의 자로가 가장 좁아진다.Similarly, on the q-axis 74 side indicated by QDN in Fig. 2, an end portion 86 on the q-axis 74 side and an inner peripheral side of the permanent magnet 62 belonging to the first layer 42, The magnetic path between the end portion 88 which is the q-axis 74 side and the outer circumferential side in the permanent magnet 64 belonging to the layer 44 becomes the narrowest.

d 축 (70) 에 대한 복수의 영구 자석 (60) 의 경사 각도의 관계가 θ1 ＞ θ3 ＞ θ2 인 경우에 있어서, q 축 (72) 측의 단부 (82) 와 단부 (84) 사이가 가장 좁아지는 것은, 단부 (82) 와 단부 (84) 가 직경 방향을 따른 위치가 동일해지는 (요컨대, 단부 (82) 와 단부 (84) 가, 중심 위치 (C) 로부터 동일한 직경을 갖는다.) 때이다. 로터 코어 (32) 의 중심 위치 (C) 로부터 측정한 단부 (82) 의 직경 방향의 위치를 R1 로 하고, 단부 (84) 의 직경 방향의 위치를 R2 로 하면, R1 = R2 인 경우에, q 축 (72) 측의 단부 (82) 와 단부 (84) 사이가 가장 좁아진다. 단부 (84) 를 단부 (82) 에 대하여 직경 방향을 따라 내주측으로 어긋나게 하여 R1 ＞ R2 로 함으로써, 단부 (82) 와 단부 (84) 사이는 R1 = R2 인 경우에 비해 넓어진다. q 축 (74) 측의 단부 (86) 와 단부 (84) 사이에 대해서도 동일하다.the distance between the end portion 82 and the end portion 84 on the q-axis 72 side is the smallest when the relationship of the inclination angles of the permanent magnets 60 with respect to the d-axis 70 is θ1> θ3> (That is, the end portion 82 and the end portion 84 have the same diameter from the center position C) that the end portions 82 and the end portions 84 are equal in position along the radial direction. Assuming that a position in the radial direction of the end portion 82 measured from the center position C of the rotor core 32 is R1 and a position in the radial direction of the end portion 84 is R2, The distance between the end portion 82 on the shaft 72 side and the end portion 84 becomes narrowest. The distance between the end portion 82 and the end portion 84 is wider than that in the case of R1 = R2 by making the end portion 84 be shifted to the inner circumferential side along the radial direction with respect to the end portion 82 so that R1> R2. The same applies to the end 86 and the end 84 on the q-axis 74 side.

그래서, 제 1 층 (42) 과 제 2 층 (44) 에 끼워진 자로에 있어서의 제 1 층 (42) 에 속하는 영구 자석의 자속과 제 2 층 (44) 에 속하는 영구 자석의 자속 사이의 간섭을 억제하기 위해, R1 ＞ R2 로 한다. 즉, 제 1 층 (42) 에 속하고 q 축 (72) 에 가장 가까이 배치된 영구 자석 (63) 에 있어서의 q 축측이면서 내주측인 단부 (82) 는, 제 2 층 (44) 에 속하고 q 축 (72) 에 가장 가까이 배치된 영구 자석 (65) 에 있어서의 q 축측이면서 외주측인 단부 (84) 보다 외주측에 배치된다. 단부 (86) 와 단부 (88) 의 관계에 대해서도 동일하다. 직경 방향 간격 ΔRth = (R1 - R2) 는, 실제의 회전 전기 (10) 의 동작 조건 등에 기초하여 최대 토크 특성 등과 ΔRth 의 관계를 실험 결과나 시뮬레이션에 의해 구함으로써, 미리 정한 값으로 설정된다.Therefore, the interference between the magnetic flux of the permanent magnet belonging to the first layer 42 and the magnetic flux of the permanent magnet belonging to the second layer 44 in the magnetic path sandwiched between the first layer 42 and the second layer 44 , R1 > R2. That is, the end portion 82 on the q-axis side and the inner periphery side in the permanent magnet 63 belonging to the first layer 42 and disposed closest to the q-axis 72 belongs to the second layer 44 axis side of the permanent magnet 65 that is closest to the q-axis 72 and is located on the outer circumferential side of the end portion 84 that is on the outer peripheral side. The same is true for the relationship between the end portion 86 and the end portion 88. The radial distance ΔRth = (R1 - R2) is set to a predetermined value by obtaining the relationship between the maximum torque characteristic and the like and ΔRth based on the operating conditions and the like of the actual rotating electric machine 10 by means of an experimental result or a simulation.

상기에서는, 제 1 층 (42) 에 속하는 영구 자석을 2 개, 제 2 층 (44) 에 속하는 영구 자석을 4 개로 하고, 이들의 영구 자석의 d 축 (70) 에 대한 경사 각도의 관계가 θ1 ＞ θ3 ＞ θ2 인 경우를 기술하였다. 자극 (38) 에 있어서의 영구 자석의 배치가, 3 층 이상의 복수 층 구조라도, 인접하는 2 개의 층 사이에 있어서의 자속의 흐름의 간섭을 억제하기 위한 상기의 관계를 적용할 수 있다. 또, 영구 자석의 배치에 대해 복수 층 구조를 취하는 매립 자석식의 로터의 경우에서는, 도 2 에서 예시적으로 나타낸 바와 같이, d 축 교점 (80) 에 가까운 층에 속하는 영구 자석과 먼 층에 속하는 영구 자석의 간격이, q 축측에서 가장 좁아지는 설정이 많은 것으로 생각된다. 이들 경우에도, 인접하는 2 개의 층 사이에 있어서의 자속의 흐름의 간섭을 억제하기 위한 상기 관계를 적용할 수 있다.In the above example, two permanent magnets belonging to the first layer 42 and four permanent magnets belonging to the second layer 44 are provided, and the relationship of the inclination angle of these permanent magnets with respect to the d-axis 70 is θ1 ≫ > &thetas; 3 > Even if the arrangement of the permanent magnets in the magnetic pole 38 is a multi-layered structure of three or more layers, the above-described relationship for suppressing the interference of the flow of magnetic flux between two adjacent layers can be applied. In the case of a landed magnet type rotor having a multi-layered structure with respect to the arrangement of the permanent magnets, as shown exemplarily in Fig. 2, permanent magnets belonging to the layer near the d- It is considered that the interval between the magnets is set to be narrowest at the q-axis side. Even in these cases, the above-described relationship for suppressing the interference of the flow of the magnetic flux between two adjacent layers can be applied.

상기 구성의 작용 효과에 대해, 도 3, 도 4 를 사용하여 설명한다. 도 3, 도 4 는, 도 2 에 대응하는 도면에 있어서, 회전 전기 (10) 가 동작하여 로터 (30) 가 정전 방향 (68) 으로 회전했을 때의 자극 (38) 에 있어서의 자속의 흐름을 나타내는 도면이다. 로터 (30) 가 정전 방향 (68) 으로 회전할 때, 자극 (38) 에는, QUP 로 나타내는 q 축 (72) 측으로부터 자속이 유입된다. 그리고, 자극 (38) 내의 제 2 층 (44) 의 영구 자석 (65, 67, 66, 64) 의 각각으로부터의 자속과 합류하여, 제 1 층 (42) 과 제 2 층 (44) 사이의 자로를 통과하여, QDN 으로 나타내는 q 축 (74) 측으로 빠져나간다.The operation and effect of the above configuration will be described with reference to Figs. 3 and 4. Fig. 3 and 4 show the flow of the magnetic flux in the magnetic pole 38 when the rotating electric machine 10 is operated and the rotor 30 is rotated in the normal direction 68 Fig. When the rotor 30 rotates in the electrostatic direction 68, magnetic flux flows into the magnetic pole 38 from the q-axis 72 side indicated by QUP. The magnetic flux from each of the permanent magnets 65, 67, 66, 64 of the second layer 44 in the magnetic pole 38 merges with the magnetic flux from the magnetic fluxes from the first layer 42 to the second layer 44, And exits to the q-axis 74 side indicated by QDN.

도 3 은, 특히, QUP 로 나타내는 q 축 (72) 의 자속 유입구 근방에 있어서의 자속의 흐름을 나타낸다. q 축 (72) 의 자속 유입구 근방에 있어서는, 제 1 층 (42) 과 제 2 층 (44) 사이의 자로에, 제 1 층 (42) 의 영구 자석 (63) 의 N 극으로부터의 자속이 돌아 들어간다. 돌아 들어가는 자속의 방향은, q 축 (72) 으로부터 q 축 (74) 을 향하여 흐르는 자속의 방향과 동일 방향이다. 이로써, 영구 자석 (63) 의 단부 (82) 와, 영구 자석 (65) 의 단부 (84) 사이의 자로 영역 (A) 에 있어서, 자속의 강화가 발생하여, 자기 포화가 발생하기 쉽다. 그래서, 로터 코어 (32) 의 중심 위치 (C) 로부터 측정한 단부 (82) 의 직경 방향의 위치를 R1 로 하고, 단부 (84) 의 직경 방향의 위치를 R2 로 하여, ΔRth = (R1 - R2) 를, 자속의 강화에 의한 자기 포화를 억제할 수 있는 소정의 직경 방향 간격 ΔRth1 로 설정한다. ΔRth1 은, 회전 전기 (10) 의 동작 조건 등에 기초하여 최대 토크 특성 등과 자기 포화의 관계를 실험 결과나 시뮬레이션에 의해 구하여, 최대 토크 특성 등이 저하되지 않는 값으로 설정된다.3 shows the flow of the magnetic flux in the vicinity of the magnetic flux inlet of the q-axis 72 indicated by QUP in particular. the magnetic flux from the N pole of the permanent magnet 63 of the first layer 42 rotates around the magnetic path between the first layer 42 and the second layer 44 in the vicinity of the magnetic flux inlet of the q- I go in. The direction of the returning magnetic flux is the same as the direction of the magnetic flux flowing from the q-axis 72 toward the q-axis 74. As a result, in the magnetic path region A between the end portion 82 of the permanent magnet 63 and the end portion 84 of the permanent magnet 65, magnetic flux is strengthened and magnetic saturation is likely to occur. Therefore, it is preferable that R1 is a position in the radial direction of the end portion 82 measured from the center position C of the rotor core 32 and R2 is a position in the radial direction of the end portion 84, ) Is set to a predetermined radial direction interval? Rth1 at which magnetic saturation due to the strengthening of the magnetic flux can be suppressed. ? Rth1 is set to a value at which the relationship between the maximum torque characteristic and the like and the magnetic saturation is determined by experiment or simulation based on the operating conditions of the rotary electric machine 10 and the like, so that the maximum torque characteristic and the like do not deteriorate.

도 4 는, 특히, QDN 으로 나타내는 q 축 (74) 의 자속 유출구 근방에 있어서의 자속의 흐름을 나타낸다. q 축 (74) 의 자속 유출구 근방에 있어서는, 제 1 층 (42) 과 제 2 층 (44) 사이의 자로에, 제 1 층 (42) 의 영구 자석 (63) 의 N 극으로부터의 자속이 돌아 들어간다. 돌아 들어가는 자속의 방향은, q 축 (72) 으로부터 q 축 (74) 을 향하여 흐르는 자속의 방향과 역방향이다. 이로써, 영구 자석 (62) 의 단부 (86) 와, 영구 자석 (64) 의 단부 (88) 사이의 자로 영역 (B) 에 있어서, 자속이 서로 상쇄되는 것이 발생하여, 유효 자속이 감소되기 쉽다. 그래서, 로터 코어 (32) 의 중심 위치 (C) 로부터 측정한 단부 (86) 의 직경 방향의 위치를 R1 로 하고, 단부 (88) 의 직경 방향의 위치를 R2 로 하여, ΔRth = (R1 - R2) 를, 자속이 서로 상쇄되는 것을 억제할 수 있는 소정의 직경 방향 간격 ΔRth2 로 설정한다. ΔRth2 는, 회전 전기 (10) 의 동작 조건 등에 기초하여 최대 토크 특성 등과 유효 자속의 관계를 실험 결과나 시뮬레이션에 의해 구하여, 최대 토크 특성 등이 저하되지 않는 값으로 설정된다.4 shows the flow of magnetic flux in the vicinity of the magnetic flux outlet of the q-axis 74 indicated by QDN in particular. the magnetic flux from the N pole of the permanent magnet 63 of the first layer 42 rotates around the magnetic path between the first layer 42 and the second layer 44 in the vicinity of the magnetic flux outlet of the q- I go in. The direction of the returning magnetic flux is opposite to the direction of the magnetic flux flowing from the q-axis 72 toward the q-axis 74. This causes the magnetic fluxes to cancel each other in the magnetic path region B between the end portion 86 of the permanent magnet 62 and the end portion 88 of the permanent magnet 64 and the effective magnetic flux tends to be reduced. Therefore, it is preferable that a position in the radial direction of the end portion 86 measured from the center position C of the rotor core 32 is R1 and a position in the radial direction of the end portion 88 is R2, ) Is set to a predetermined radial direction interval? Rth2 that can suppress the magnetic fluxes from canceling each other. ? Rth2 is set to a value at which the relationship between the maximum torque characteristic and the like and the effective magnetic flux is obtained from the experimental results or simulation based on the operating conditions of the rotary electric machine 10 and the like and the maximum torque characteristic and the like are not degraded.

상기와 같이, 회전 전기 (10) 가 동작하여 로터 (30) 가 회전하면, 자극 (38) 에 있어서, 정전 방향 (68) 의 상류측의 q 축 (72) 측에서 2 개의 층의 영구 자석에 의한 자속이 서로 강화되는 자기 포화가 발생하기 쉽다. 또, 하류측의 q 축 (74) 측에서 2 개의 층의 영구 자석에 의한 자속의 상쇄가 발생하기 쉽다. 영구 자석에 관한 복수 층 구조가 d 축 (70) 에 대하여 선대칭이 아닌 경우에는, 어느 일방만이 발생할 수 있다. 따라서, 로터 (30) 의 복수 층 구조의 내용에 의해, ΔRth1 과 ΔRth2 를 적절히 설정하는 것이 좋다.As described above, when the rotary electric machine 10 is operated to rotate the rotor 30, the magnetic poles 38 are arranged on the q-axis 72 side on the upstream side of the static direction 68 to the two permanent magnets Magnetic saturation is liable to occur. In addition, the flux on the q-axis 74 side on the downstream side is easily canceled by the permanent magnets of the two layers. If the multiple layer structure of the permanent magnet is not line-symmetric with respect to the d-axis 70, either one of them may occur. Therefore, it is preferable to appropriately set? Rth1 and? Rth2 by the contents of the multi-layer structure of the rotor 30.

도 2 와 같이, 영구 자석에 관한 복수 층 구조가 d 축 (70) 에 대하여 선대칭인 경우에는, q 축 (72) 측의 R1, R2 와, q 축 (74) 측의 R1, R2 는 동일하다. 따라서, 회전 방향의 상류측의 q 축 (72) 측에 있어서의 소정의 직경 방향 간격 ΔRth1 과, 하류측의 q 축 (74) 측에 있어서의 소정의 직경 방향 간격 ΔRth2 를 동일하게 할 수 있으므로, 자기 포화의 억제와 자속의 상쇄의 억제를 균형있게 실시할 수 있다.As shown in Fig. 2, R1 and R2 on the q-axis 72 side and R1 and R2 on the q-axis 74 side are the same when the multilayer structure relating to the permanent magnet is line-symmetrical with respect to the d- . Therefore, the predetermined radial distance? Rth1 on the q-axis 72 side upstream of the rotational direction and the predetermined radial distance? Rth2 on the downstream side of the q-axis 74 can be made equal, The suppression of magnetic saturation and the suppression of magnetic flux can be balanced.

상기와 같이, 복수 층 구조에 있어서 인접하는 2 개의 층 사이의 자로에 있어서, 2 개의 층의 영구 자석에 의한 자속의 간섭이 발생하기 쉬운 것은, 자극에 있어서 자석 토크를 발생시키는 자속의 흐름의 출입구인 q 축에 가장 가까운 2 개의 영구 자석이 마주 보는 영역이다. 예를 들어, 도 2 의 구성의 q 축 (72) 측에서는, d 축 교점 (80) 으로부터 가까운 제 1 층 (42) 에 속하는 영구 자석 (63) 의 q 축 (72) 측이면서 내주측인 단부 (82) 와, 먼 제 2 층 (44) 에 속하는 영구 자석 (65) 의 q 축 (72) 측이면서 외주측인 단부 (84) 가 마주 보는 영역이다. 상기 구성에 의하면, 이 영역에서 마주 보는 2 개의 영구 자석의 단부는, 소정의 직경 방향 간격으로 이간된다. 따라서, 소정의 직경 방향 간격을 적절히 설정함으로써, 인접하는 층의 영구 자석의 자속 사이의 간섭을 억제하고, 자기 포화를 완화하여, 최대 토크 특성 등의 저하를 억제할 수 있다.As described above, in the magnetic path between two adjacent layers in the multilayer structure, interference of the magnetic flux by the two permanent magnets is liable to occur when the magnetic flux flows through the entrance and exit of the magnetic flux generating magnetic torque The two permanent magnets closest to the in-q axis are opposite regions. For example, on the q-axis 72 side of the configuration shown in Fig. 2, the end portion of the permanent magnet 63 belonging to the first layer 42 close to the d-axis intersection 80 on the q- And an end portion 84 of the permanent magnet 65 belonging to the second layer 44 farther from the side facing the q-axis 72 and facing the outer periphery. According to the above arrangement, the end portions of the two permanent magnets facing each other in this region are spaced apart in a predetermined radial direction. Therefore, it is possible to suppress the interference between the magnetic fluxes of the permanent magnets of the adjacent layers, to reduce the magnetic saturation, and to suppress the deterioration of the maximum torque characteristics and the like, by appropriately setting the predetermined radial distance.

Claims (5)

회전 전기 (10) 로서,
스테이터 코일 (16) 이 감겨진 스테이터 (12) ; 및
상기 스테이터 (12) 의 내주측에, 상기 스테이터 (12) 와 소정의 간격을 두고 동심상으로 배치된 로터 (30) 로서, 그 로터 (30) 는, 둘레 방향에 배치된 복수의 자극 (38, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8) 을 갖는 로터 코어 (32), 및 복수의 영구 자석 (60, 62, 63, 64, 65, 66, 67) 을 포함하고, 상기 자극의 각각에 있어서의 상기 영구 자석 (60, 62, 63, 64, 65, 66, 67) 은, d 축 (70) 과 상기 로터 코어 (32) 의 외주면이 교차하는 d 축 교점 (80) 으로부터 내주측을 향하여 복수 층 구조 (40) 로 배치되는, 상기 로터 (30) 를 포함하고,
상기 복수 층 구조 (40) 는, 인접하는 2 개의 층으로서 제 1 층 (42) 과 제 2 층 (44) 을 포함하고, 상기 제 1 층 (42) 은, 상기 제 2 층 (44) 보다 상기 d 축 교점 (80) 에 가깝고, 상기 제 1 층 (42) 과 상기 제 2 층 (44) 에 속하는 상기 영구 자석 (60, 62, 63, 64, 65, 66, 67) 은 각각, 상기 각 자극의 양측의 q 축 (72, 74) 의 각각에 가장 가까이 배치된 제 1 및 제 2 최외측 영구 자석 (62, 63, 64, 65) 을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 최외측 영구 자석 (62, 63, 64, 65) 상호 배치 관계는, 상기 제 1 층 (42) 에 속하는 상기 제 1 최외측 영구 자석 (62, 63) 에 있어서의 상기 q 축측이면서 내주측인 단부 (82, 86) 의 상기 로터 코어 (32) 에 있어서의 직경 방향 위치가, 상기 제 2 층 (44) 에 속하는 상기 제 2 최외측 영구 자석 (64, 65) 에 있어서의 상기 q 축측이면서 외주측인 단부 (84, 88) 의 상기 로터 코어 (32) 에 있어서의 직경 방향 위치보다 미리 정한 소정의 직경 방향 간격으로 이간되어 외주측에 배치되어 있는, 회전 전기 (10).As the rotary electric machine (10)
A stator 12 in which a stator coil 16 is wound; And
The rotor 30 is disposed on the inner circumferential side of the stator 12 concentrically with the stator 12 at a predetermined interval. The rotor 30 includes a plurality of magnetic poles 38, And a plurality of permanent magnets (60, 62, 63, 64, 65, 66, 67), the rotor core (32) having a plurality of magnetic poles (P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8) Axis direction of the rotor core 32. The permanent magnets 60, 62, 63, 64, 65, 66, 67 in each of the rotor cores 32, The rotor (30) being arranged in a multi-layered structure (40)
The multi-layer structure (40) comprises a first layer (42) and a second layer (44) as two adjacent layers, wherein the first layer (42) and the permanent magnets 60, 62, 63, 64, 65, 66, 67 belonging to the first layer 42 and the second layer 44 are close to the d-axis intersection 80, The first and second outermost permanent magnets (62, 63, 64, 65) disposed closest to the q-axes (72, 74) on both sides of the first and second outermost permanent magnets 62, 63, 64, 65) are arranged such that the end portions (82, 86) of the first outermost permanent magnet (62, 63) belonging to the first layer (42) Of the second outermost permanent magnet (64, 65) belonging to the second layer (44), the radial position of the rotor core (32) 88) of the rotor core (32) Is spaced apart from a radial position in a predetermined radial direction predetermined in advance, and is disposed on the outer peripheral side. 제 1 항에 있어서,
상기 소정의 직경 방향 간격은, 상기 제 2 층 (44) 에 속하는 영구 자석의 자속의 흐름 방향에 대하여, 상기 제 1 층 (42) 에 속하는 영구 자석의 자속의 흐름 방향이 동일한 방향인 경우에, 상기 제 1 층 (42) 에 속하는 영구 자석의 자속과 제 2 층 (44) 에 속하는 영구 자석의 자속이 서로 강화되어 자기 포화되는 것을 억제할 수 있는 간격인, 회전 전기 (10).The method according to claim 1,
In the case where the flow directions of the magnetic fluxes of the permanent magnets belonging to the first layer 42 are the same in the flow direction of the magnetic flux of the permanent magnets belonging to the second layer 44, Wherein a magnetic flux of the permanent magnet belonging to the first layer (42) and a magnetic flux of the permanent magnet belonging to the second layer (44) are mutually strengthened to suppress magnetic saturation. 제 1 항에 있어서,
상기 소정의 직경 방향 간격은, 상기 제 2 층 (44) 에 속하는 영구 자석의 자속의 흐름 방향에 대하여, 상기 제 1 층 (42) 에 속하는 영구 자석의 자속의 흐름 방향이 역방향인 경우에, 서로 상쇄되는 것을 억제할 수 있는 간격인, 회전 전기 (10).The method according to claim 1,
The predetermined radial distance is set such that when the flow direction of the magnetic flux of the permanent magnet belonging to the first layer (42) is opposite to the flow direction of the magnetic flux of the permanent magnet belonging to the second layer (44) (10), which is an interval that can be suppressed from being canceled out. 제 1 항에 있어서,
상기 복수 층 구조의 각 층의 영구 자석 (60, 62, 63, 64, 65, 66, 67) 은, 상기 d 축 (70) 에 대하여 선대칭으로 배치되어 있는, 회전 전기 (10).The method according to claim 1,
Wherein the permanent magnets (60, 62, 63, 64, 65, 66, 67) of each layer of the multilayer structure are arranged in line symmetry with respect to the d-axis (70). 제 4 항에 있어서,
상기 복수 층 구조 (40) 는 상기 제 1 층 (42) 과 상기 제 2 층 (44) 을 갖는 2 층 구조이고 ;
상기 제 1 층 (42) 은, 상기 d 축 (70) 을 사이에 두고 선대칭으로 배치되고, 상기 로터 코어 (32) 의 상기 외주면에서 보아, 상기 d 축 (70) 에 대하여, 소정의 예각인 제 1 경사 각도 (θ1) 로 경사진 2 개의 영구 자석 (62, 63) 으로 구성되고 ;
상기 제 2 층 (44) 은, 상기 d 축 (70) 을 사이에 두고 선대칭으로 배치되고, 상기 로터 코어 (32) 의 상기 외주면에서 보아, 상기 d 축 (70) 에 대하여, 상기 제 1 경사 각도 (θ1) 보다 작은 제 2 경사 각도 (θ2) 로 경사진 2 개의 외주측 영구 자석 (64, 65), 및 상기 d 축 (70) 을 사이에 두고 선대칭으로 배치되고, 상기 로터 코어 (32) 의 상기 외주면에서 보아, 상기 d 축 (70) 에 대하여, 상기 제 2 경사 각도 (θ2) 보다 큰 예각인 제 3 경사 각도 (θ3) 로 경사진 2 개의 내주측 영구 자석 (66, 67) 을 포함하는 4 개의 영구 자석으로 구성되는, 회전 전기 (10).5. The method of claim 4,
The multi-layer structure (40) has a two-layer structure with the first layer (42) and the second layer (44);
The first layer 42 is arranged in line symmetry with the d-axis 70 interposed therebetween and has a predetermined acute angle with respect to the d-axis 70 as viewed from the outer peripheral surface of the rotor core 32. [ And two permanent magnets (62, 63) inclined at an inclination angle (? 1);
The second layer (44) is arranged in line symmetry with the d-axis (70) interposed therebetween. The second layer (44) is inclined with respect to the d-axis (70) as viewed from the outer circumferential surface of the rotor core two outer circumferential permanent magnets 64 and 65 inclined at a second inclination angle 2 smaller than the first inclination angle? 1 and a d-axis 70 disposed in a line symmetry with respect to the axis of the rotor core 32, And two inner circumferential permanent magnets (66, 67) inclined at a third oblique angle (? 3) which is an acute angle larger than the second oblique angle (? 2) with respect to the d-axis (70) A rotating electrical machine (10) comprising four permanent magnets.
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